为什么程序能控制机器,芯片为什么能控制家用电器

家用电器的主要功能有用户按键输入、制热(制冷)控制、风扇开启、声音报警、温度检测、显示界面等 。这篇文章将告诉你芯片是如何控制家用电器的 。比如控制一个机器人,不管是旋转还是移动,主要靠各种电机 。顶层代码可以用JAVA语言,python语言,甚至直接用汇编语言 。经过编译,解释最终变成011010101010这样的一组序列 。然后根据给定的这组序列对应的高低电平,大家都知道电机里有磁线圈,电机可以通断,可以控制角度 。这
芯片为什么能控制家用电器?软件为什么能控制硬件?
芯片是家电用电的控制中心,通过件硬结合来实行控制这里的芯片指的是单片机(MCU),是一颗下载了电子工程师编写的控制程序的集成电路 。单片机集成了CPU、RAM、ROM、IO、ADC、定时器等等功能,其实就是一个“微型的计算机”,当然它的运算能力是比较弱的,家用电器功能主要是用户按键输入、控制加热(制冷)、开启风扇、声音报警、温度检测、显示界面等等这些功能,本文将通俗的能大家说说芯片是怎么控制家用电器的 。
加热怎么控制?加热需要用到发热管,发热管其实就是“电阻丝”,给它通电就会发热对吧?我们可以用一个继电器来控制发热管电源的开和关,如下面电路图,当继电器K1闭合时,发热就会工作,而继电器的闭全和断开则由继电器开关控制信号来控制,当DR为高电平时,三极管Q1导通,继电器K1闭全,发热管就工作了,DR为低电平,但发热管停止工作 。
这个电路中的所有电子元件则称之为硬件,控制信号则通过单片机的软件提供,单片机有什么多引脚,最主要是GPIO(普通输入输出),控制继电器的开关,单片机需要输出一个信号对吧?编程时,需要把单片机连接继电器开关控制信号(DR)的引脚设置为输出,程序按照实现功能输出对应的高电平或者低电就可以了 。比如温度低时,输出高电平,让发热管加热,温度高时,输出低电平,停止发热管工作,这个控制我们可以称之为软件,
显示怎么实现?显示可以用管码管、液晶管示器对吧?以简单的“8”字管码管为例,它其实由7个LED组成一个“8”的形状再加一个LED作为数码管后面的小数点,只要点亮指定的段画就可以形成一个数字,比如点亮A/B/C/D/G的位置,它就是一个3了,对吧?这些组合在一起的LED会有一个公共引脚,如果公共引脚为LED的负极,则称为共阴,公共引脚为LED的正极,则称为共阳 。
当然,驱动这个数码管也需要一个简单的硬件电路,以共阳数码管为例,可以用三极管来控制公共端,A/B/C/D/E/F/G/DP这些段画则单独控制,至于什么时候谁显示什么数字,该点亮哪些段画,同样需要软件来处理,对吧?比如把温度数据在数码管上显示出来 。按键输入怎么获取?上面两个实例都是输出的控制,这里说说怎么获取按键输入,
下图是单个按键输入的硬件电路,按键没有按下时,KeyInput通过电阻R1与VCC连接,这时候KeyInput是高电平,对吧?当按键按下,KeyInput就与GND连通了,就变为低电平了,对吧?单片机的程序就可以通过读取KeyInput位置的电平为判定按键是否按下了 。当然,编程的时候,需要把单片机与按键连接的引脚设置为输入,
总结相信通过上面几个实列,相信大家已经了解到芯片是怎么通过硬件和软件控制家用电器的了 。控制加热、显示界面、按键全入只是最基本的功能,实际上我们的电器还可能有电机、蜂鸣器、语言、彩屏显示,甚至联网等功能,但这些通通都可以由芯片(单片机)来实现,当然功能越多,越复杂就需要选择更强大的单片机,就像手机一样,性能越为强悍,它需要的SoC(也可以称之为芯片)就高级 。

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